高效转子式选粉机的数值模拟的研究.pdf
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1、2023年第3期中图分类号:TQ172.6文献标志码:B文章编号:1007-0389(2023)03-19-04【DOI】10.13697/ki.32-1449/tu.2023.03.005高效转子式选粉机的数值模拟的研究李镇1,方莹2(1.中国中材国际工程股份有限公司(南京),江苏 南京 211100;2.南京工业大学材料科学与工程学院,江苏 南京 200009)摘要:设计高效转子式选粉机,利用ANSYS CFX11.0软件进行数值模拟研究高效转子式选粉机内部流场。发现转子转动条件下,转子附近分级区域的速度不是沿转子叶片均匀分布,其流场因转子的转动分成两部分:一部分进入转子,在转子内部形成巨
2、大的涡,具有较小的切向速度。一部分与转子上部形成60左右的夹角,与壁面之间形成一个涡,这两部分的流场形成双层强流场。通过对气固两相流运动模拟发现处于60 m与100 m之间颗粒部分通过转子区域。关键词:选粉机;高效转子式;数值模拟;流场Research on numerical simulation of high efficiency rotary powder sorterLi Zhen1,Fang Ying2(1.China National Materials International Engineering Co.,Ltd.(Nanjing),Nanjing 211100,Chin
3、a)Abstract:Design an efficient rotor type powder concentrator and conduct numerical simulation using ANSYS CFX11.0 software tostudy the internal flow field of the high-efficiency rotor type powder concentrator.It was found that under the condition of rotor rotation,the velocity in the graded area ne
4、ar the rotor is not uniformly distributed along the rotor blades.The flow field is divided into two partsdue to the rotation of the rotor:one part enters the rotor and forms a huge vortex inside the rotor,with a smaller tangential velocity.Apart forms an angle of about 60 with the upper part of the
5、rotor,and a vortex forms between the two parts and the wall,forming a double-layer strong flow field.Through simulation of gas-solid two-phase flow,it is found that some particles between 60 m and 100 mpass through the rotor region.Key words:powder concentrator;efficient rotor type;numerical simulat
6、ion;flow field0前言选粉机随水泥干法圈流粉磨技术进步而快速发展。在国内外对选粉机的性能研究过程中,注重分级室中颗粒受力的变化,在此基础上研究其性能。随着计算机技术的发展,利用计算机数值模拟技术研究选粉机空气动力特性,对优化选粉机空气流动、优化选粉机的工况提供帮助。新型高效转子式选粉机有颗粒细度可调、均匀性比较好、分离效率高及降低电耗等优点1-3。本文将利用 ANSYS CFX11.0 软件数值模拟,研究高效转子式选粉机内部流场情况。1高效转子式选粉机的结构高效转子式选粉机结构见图1。皮带轮及传动轴细粉及气流出口转子盘转子叶片约束筒体滴流装置反射锥体粗粉卸料口风料进管图1高效转子式
7、选粉机模型图2数值模拟结果分析本文利用 ANSYS CFX11.0 软件对高效转子式选粉机进行数值模拟。2.1收敛性分析对于给定的方程,ANSYS CFX 11.0可以对其进行迭代求解,通过数值参差曲线获得方程的收敛情况。在模拟的过程中分别对其纯流场及气固两相流进行计算机模拟。变量值累积时间步长图2精细纯流场计算机残差曲线由图2可知,在U、V及W方向上的收敛都较好,在残差曲线中呈明显下降趋势。此次计算机模拟结果通过残差控制可以达到设定的要求。2.2静态流场分析设计研究李 镇,等:高效转子式选粉机的数值模拟的研究-192023年第3期对高效转子式选粉机的流场进行研究可知气体流场在选粉机内部的流场
8、分布,为改性选粉机内部结构提供依据。以进口处理风量为2 400 m3/h进行数值模拟,可得到其静态场流场分布情况,见图3。出口分级转子约束筒体滴流装置反射锥体进口图3模型的静态全局速度矢量分布图通过对全局速度矢量分布可知,其流场在内部分布不均匀。经过反射锥体流场分成两部分,在滴流装置中部分形成几个大小不同的涡,速度有所减慢,在出口部分速度有所增加,但其从进口到反射锥体的过程中,其流场分布均匀,有利于物料的添加及分散。静态场中的转子区域速度矢量分布见图4。图4静态场中转子区域速度矢量分布图由图4可知在静态场中的转子区域速度矢量分布相对比较均匀,进入转子区域的流体基本进入转子分级区域,在传动轴的反
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